Oksüdatsiooniastme määramise ülesanne võib olla kas lihtne formaalsus või keeruline mõistatus. Esiteks sõltub see nii keemilise ühendi valemist kui ka olemasolust põhiteadmised keemias ja matemaatikas.
Teades järjestikuste loogiliste toimingute põhireegleid ja algoritmi, mille kohta me räägime Selles artiklis saavad kõik seda tüüpi probleemide lahendamisel selle ülesandega hõlpsalt hakkama. Ja pärast erinevate keemiliste ühendite oksüdatsiooniastmete määramise harjutamist ja õppimist võite julgelt võtta ülesandeks tasakaalustada keerulisi redoksreaktsioone, koostades elektroonilise kaalu.
Oksüdatsiooniastme mõiste
Oksüdatsiooniastme määramise õppimiseks peate kõigepealt mõistma, mida see mõiste tähendab?
- Oksüdatsiooninumbrit kasutatakse redoksreaktsioonide kirjutamisel, kui elektronid viiakse aatomilt aatomile.
- Oksüdatsiooni olek registreerib ülekantud elektronide arvu, mis näitab aatomi tingimuslikku laengut.
- Oksüdatsiooniaste ja valents on sageli identsed.
See tähistus on kirjutatud keemilise elemendi kohale selle paremas nurgas ja see on täisarv koos märgiga "+" või "-". Oksüdatsiooniastme nullväärtus ei kanna märki.
Oksüdatsiooniastme määramise reeglid
Vaatleme oksüdatsiooniastme määramise peamisi kaanoneid:
- Lihtne elementaarsed ained st need, mis koosnevad ühte tüüpi aatomitest, on alati olemas null kraadi oksüdatsioon. Näiteks Na0, H02, P04
- On mitmeid aatomeid, millel on alati üks konstantne oksüdatsiooniaste. Parem on meeles pidada tabelis toodud väärtusi.
- Nagu näete, on ainsaks erandiks vesinik kombinatsioonis metallidega, kus see omandab oksüdatsiooniastme "-1", mis ei ole talle iseloomulik.
- Hapnik omandab ka oksüdatsiooniastme "+2" keemilises ühendis fluoriga ja "-1" peroksiidi-, superoksiidi- või osoniidiühendites, kus hapnikuaatomid on omavahel seotud.
- Metalliioonidel on mitu oksüdatsiooniastet (ja ainult positiivsed), seega määravad selle ühendi naaberelemendid. Näiteks FeCl3-s on kloori oksüdatsiooniaste "-1", sellel on 3 aatomit, nii et korrutame -1 3-ga, saame "-3". Selleks, et ühendi oksüdatsiooniastmete summa oleks “0”, peab raua oksüdatsiooniaste olema “+3”. Valemis FeCl2 muudab raud vastavalt oma kraadi "+2".
- Kõikide valemis olevate aatomite oksüdatsiooniastmed matemaatiliselt liites (märke arvesse võttes) tuleks alati saada nullväärtus. Näiteks sisse vesinikkloriidhape H+1Cl-1 (+1 ja -1 = 0) ja väävelhappes H2+1S+4O3-2 (+1 * 2 = +2 vesiniku, +4 väävli ja -2 * 3 = – 6 puhul hapnik +6 ja -6 annavad kokku 0).
- Monatoomilise iooni oksüdatsiooniaste on võrdne selle laenguga. Näiteks: Na+, Ca+2.
- Nai kõrgeim aste oksüdatsioon korreleerub reeglina grupi numbriga D.I. perioodilises süsteemis.
Oksüdatsiooniastme määramise algoritm
Oksüdatsiooniastme leidmise järjekord ei ole keeruline, kuid nõuab tähelepanu ja teatud toiminguid.
Ülesanne: järjesta oksüdatsiooniastmed ühendis KMnO4
- Esimesel elemendil, kaaliumil, on konstantne oksüdatsiooniaste “+1”.
Kontrollimiseks võite vaadata perioodilisustabelit, kus kaalium on elementide rühmas 1. - Ülejäänud kahest elemendist kipub hapniku oksüdatsiooniaste olema -2.
- Saame järgmine valem: K+1MnxO4-2. Jääb kindlaks määrata mangaani oksüdatsiooniaste.
Niisiis, x on meile tundmatu mangaani oksüdatsiooniaste. Nüüd on oluline pöörata tähelepanu aatomite arvule ühendis.
Kaaliumi aatomite arv on 1, mangaani aatomite arv on 1, hapniku aatomite arv on 4.
Võttes arvesse molekuli elektrilist neutraalsust, kui kogu (kogu) laeng on null,
1*(+1) + 1*(x) + 4(-2) = 0,
+1+1х+(-8) = 0,
-7+1x = 0,
(ülekandmisel muudame silti)
1x = +7, x = +7
Seega on mangaani oksüdatsiooniaste ühendis “+7”.
Ülesanne: korraldada Fe2O3 ühendi oksüdatsiooniastmed.
- Teatavasti on hapniku oksüdatsiooniaste "-2" ja see toimib oksüdeeriva ainena. Võttes arvesse aatomite arvu (3), on hapniku koguväärtus “-6” (-2*3= -6), s.o. korrutage oksüdatsiooniarv aatomite arvuga.
- Valemi tasakaalustamiseks ja nulli viimiseks on 2 rauaaatomi oksüdatsiooniaste “+3” (2*+3=+6).
- Kogusumma on null (-6 ja +6 = 0).
Ülesanne: korrastage oksüdatsiooniastmed ühendis Al(NO3)3.
- Seal on ainult üks alumiiniumi aatom ja selle konstantne oksüdatsiooniaste on "+3".
- Molekulis on 9 hapnikuaatomit (3*3), hapniku oksüdatsiooniaste on teadupärast “-2”, mis tähendab, et neid väärtusi korrutades saame “-18”.
- Jääb võrdsustada negatiivne ja positiivsed väärtused, määrates seega lämmastiku oksüdatsiooniastme. -18 ja +3, + 15 puuduvad Ja arvestades, et lämmastikuaatomeid on 3, on selle oksüdatsiooniastet lihtne määrata: jagage 15 3-ga ja saate 5.
- Lämmastiku oksüdatsiooniaste on "+5" ja valem näeb välja selline: Al+3(N+5O-23)3
- Kui soovitud väärtust on sel viisil keeruline määrata, saate võrrandid koostada ja lahendada:
1*(+3) + 3x + 9*(-2) = 0.
+3+3x-18=0
3x=15
x=5
Niisiis, oksüdatsiooniaste on piisav oluline mõiste keemias, mis sümboliseerib aatomite olekut molekulis.
Ilma teadmisteta teatud sätete või põhitõdede kohta, mis võimaldavad teil oksüdatsiooniastet õigesti määrata, on selle ülesandega võimatu toime tulla. Seetõttu on ainult üks järeldus: tutvuge põhjalikult artiklis selgelt ja lühidalt esitatud oksüdatsiooniastme leidmise reeglitega ja uurige neid ning liikuge julgelt edasi keemiliste keerukuse keerulist teed.
Oksüdatsiooni olek - tavapärane väärtus, mida kasutatakse redoksreaktsioonide registreerimiseks. Oksüdatsiooniastme määramiseks kasutatakse oksüdatsioonitabelit keemilised elemendid.
Tähendus
Põhiliste keemiliste elementide oksüdatsiooniaste põhineb nende elektronegatiivsusel. Väärtus võrdub ühendites nihkunud elektronide arvuga.
Oksüdatsiooniaste loetakse positiivseks, kui elektronid on aatomist välja tõrjutud, s.t. element loovutab ühendis elektrone ja on redutseerija. Nende elementide hulka kuuluvad metallid, nende oksüdatsiooniaste on alati positiivne.
Kui elektron nihkub aatomi poole, loetakse väärtust negatiivseks ja elementi oksüdeerivaks aineks. Aatom võtab elektrone vastu kuni väliseni energia tase. Enamik mittemetalle on oksüdeerivad ained.
Lihtsad ained, mis ei reageeri, on alati nulloksüdatsiooniastmega.
Riis. 1. Oksüdatsiooniastmete tabel.
Seoses positiivne aste oksüdatsioonil on madalama elektronegatiivsusega mittemetalli aatom.
Definitsioon
Maksimaalse ja minimaalse oksüdatsiooniastme (mitu elektroni aatom võib anda ja vastu võtta) saab määrata perioodilisustabel Mendelejev.
Maksimaalne kraad võrdne selle rühma arvuga, milles element asub, või valentselektronide arvuga. Minimaalne väärtus määratakse valemiga:
Nr (rühmad) – 8.
Riis. 2. Perioodiline tabel.
Süsinik on neljandas rühmas, seetõttu on selle kõrgeim oksüdatsiooniaste +4 ja madalaim -4. Väävli maksimaalne oksüdatsiooniaste on +6, minimaalne -2. Enamikul mittemetallidel on alati muutuv – positiivne ja negatiivne – oksüdatsiooniaste. Erandiks on fluoriid. Selle oksüdatsiooniaste on alati -1.
Tuleb meeles pidada, et see reegel ei kehti vastavalt I ja II rühma leelis- ja leelismuldmetallide kohta. Nendel metallidel on pidev positiivne oksüdatsiooniaste - liitium Li +1, naatrium Na +1, kaalium K +1, berüllium Be +2, magneesium Mg +2, kaltsium Ca +2, strontsium Sr +2, baarium Ba +2. Võib esineda muid metalle erineval määral oksüdatsioon. Erandiks on alumiinium. Vaatamata sellele, et see kuulub III rühma, on selle oksüdatsiooniaste alati +3.
Riis. 3. Leelis- ja leelismuldmetallid.
Alates VIII rühm Ainult ruteeniumil ja osmiumil võib olla kõrgeim oksüdatsiooniaste +8. I rühma kulla ja vase oksüdatsiooniaste on vastavalt +3 ja +2.
Salvestus
Oksüdatsiooniastme korrektseks registreerimiseks peaksite meeles pidama mitmeid reegleid:
- inertgaasid ei reageeri, seega on nende oksüdatsiooniaste alati null;
- ühendites sõltub muutuv oksüdatsiooniaste muutuvast valentsist ja vastastikmõjust teiste elementidega;
- vesinik metallidega ühendites on negatiivse oksüdatsiooniastmega - Ca +2 H 2 -1, Na +1 H -1;
- hapniku oksüdatsiooniaste on alati -2, välja arvatud hapniku fluoriid ja peroksiid - O +2 F 2 −1, H 2 +1 O 2 −1.
Mida me õppisime?
Oksüdatsiooniaste on tingimuslik väärtus, mis näitab, kui palju elektrone on ühendis oleva elemendi aatom vastu võtnud või loobunud. Väärtus sõltub valentselektronide arvust. Ühendites olevad metallid on alati positiivse oksüdatsiooniastmega, s.t. on redutseerivad ained. Leeliseliste ja leelismuldmetallid Oksüdatsiooniaste on alati sama. Mittemetallid, välja arvatud fluor, võivad omandada positiivseid ja negatiivseid oksüdatsiooniastmeid.
Sihtmärk: Jätkake valentsi õppimist. Esitage oksüdatsiooniastme mõiste. Mõelge oksüdatsiooniolekute tüüpidele: positiivne, negatiivne, nullväärtus. Õppige õigesti määrama aatomi oksüdatsiooniastet ühendis. Õpetada õpitavate mõistete võrdlemise ja üldistamise tehnikaid; arendada oskusi oksüdatsiooniastme määramisel poolt keemilised valemid; jätkata oskuste arendamist iseseisev töö; edendada arengut loogiline mõtlemine. Arendada sallivustunnet (sallivus ja austus teiste inimeste arvamuste suhtes) ja vastastikust abi; aru saada esteetiline haridus(tahvli ja vihikute kujunduse kaudu, esitluste kasutamisel).
Tundide ajal
I. Aja organiseerimine
Õpilaste kontrollimine tunni jaoks.
II. Tunniks valmistumine.
Tunni jaoks vajate: Perioodilisustabel D.I. Mendelejev, õpik, töövihikud, pastakad, pliiatsid.
III. Kodutööde kontrollimine.
Esiküsitlus, mõned töötavad tahvli juures kaarte kasutades, testid ja kokkuvõtted see etapp toimub intellektuaalne mäng.
1. Töö kaartidega.
1 kaart
Defineeri massifraktsioonid(%) süsinik ja hapnik sisse süsinikdioksiid (CO 2 ) .
2 kaarti
Määrake sideme tüüp H 2 S molekulis Kirjutage üles struktuurne ja elektrooniline valem molekulid.
2. Frontaaluuring
- Mis on keemiline side?
- Milliseid keemiliste sidemete liike te teate?
- Millist sidet nimetatakse kovalentseks sidemeks?
- Milline kovalentsed sidemed eraldada?
- Mis on valents?
- Kuidas me valentsi defineerime?
- Millistel elementidel (metallidel ja mittemetallidel) on muutuv valents?
3. Testimine
1. Millistes molekulides eksisteerib mittepolaarne kovalentne side?
2 . Milline molekul moodustab kolmiksideme kovalentse mittepolaarse sideme moodustumisel?
3 . Kuidas nimetatakse positiivselt laetud ioone?
A) katioonid
B) molekulid
B) anioonid
D) kristallid
4. Millises reas paiknevad ioonse ühendi ained?
A) CH4, NH3, Mg
B) CI2, MgO, NaCI
B) MgF2, NaCI, CaCI2
D) H2S, HCI, H2O
5 . Valentsi määrab:
A) rühmanumbri järgi
B) paaritute elektronide arvu järgi
B) keemilise sideme tüübi järgi
D) perioodi numbri järgi.
4. Intellektuaalne mäng"Tic Tac Toe" »
Leidke kovalentselt polaarsete sidemetega ained.
IV. Uue materjali õppimine
Oksüdatsiooniaste on molekulis oleva aatomi oleku oluline tunnus. Valentsi määrab paaritute elektronide arv aatomis, üksikute elektronpaaridega orbitaalid, ainult aatomi ergastamise protsessis. Elemendi kõrgeim valents on tavaliselt võrdne rühma numbriga. Erinevate keemiliste sidemetega ühendites moodustub oksüdatsiooniaste erinevalt.
Kuidas moodustub erinevate keemiliste sidemetega molekulide oksüdatsiooniaste?
1) Ioonsete sidemetega ühendites on elementide oksüdatsiooniastmed võrdsed ioonide laengutega.
2) Kovalentse mittepolaarse sidemega ühendites (lihtainete molekulides) on elementide oksüdatsiooniaste 0.
N 2 0, CI 2 0 , F 2 0 , S 0 , A.I. 0
3) Molekulidele, millel on kovalentselt polaarne side Oksüdatsiooniaste määratakse sarnaselt ioonsete keemiliste sidemetega molekulidele.
Elemendi oksüdatsiooniaste on tema aatomi tingimuslik laeng molekulis, kui eeldame, et molekul koosneb ioonidest.
Aatomi oksüdatsiooniastmel on erinevalt selle valentsist märk. See võib olla positiivne, negatiivne ja null.
Valentsust tähistatakse rooma numbritega elemendi sümboli kohal:
II |
I |
IV |
Fe |
Cu |
S, |
ja oksüdatsiooni olek on tähistatud araabia numbritega koos laenguga elemendi sümbolite kohal ( Mg +2 , Ca +2,N+1,C.I.ˉ¹).
Positiivne oksüdatsiooniaste on võrdne nendele aatomitele antud elektronide arvuga. Aatom võib loobuda kõigist oma valentselektronidest (põhirühmade jaoks on need elektronid väline tase), mis vastab selle rühma arvule, milles element asub, kuid sellel on kõrgeim oksüdatsiooniaste (erand OF 2). peamine alarühm II rühm on võrdne +2 ( Zn +2) Positiivset kraadi näitavad nii metallid kui ka mittemetallid, välja arvatud F, He, Ne. C+4,Na+1 , Al+3
Negatiivne oksüdatsiooniaste on võrdne antud aatomi poolt vastuvõetavate elektronide arvuga, mida väljendavad ainult mittemetallid. Mittemetalli aatomid lisavad nii palju elektrone, kui neil puudub välimise tasandi lõpetamiseks, avaldades seega negatiivset kraadi.
IV-VII rühmade põhialarühmade elementide jaoks minimaalne kraad oksüdatsioon on arvuliselt võrdne
Näiteks:
Oksüdatsiooniastme väärtust kõrgeima ja madalaima oksüdatsiooniastme vahel nimetatakse vahepealseks:
Kõrgem |
Keskmine |
Madalaim |
C +3, C +2, C 0, C -2 |
||
Kovalentse mittepolaarse sidemega ühendites (lihtainete molekulides) on elementide oksüdatsiooniaste 0: N 2 0 , KOOSI 2 0 , F 2 0 , S 0 , A.I. 0
Ühendis oleva aatomi oksüdatsiooniastme määramiseks tuleks arvesse võtta mitmeid sätteid:
1. Oksüdatsiooni olekFkõigis ühendustes on võrdne "-1".Na +1 F -1 , H +1 F -1
2. Enamiku ühendite hapniku oksüdatsiooniaste on (-2) erand: OF 2 , kus oksüdatsiooniaste on O +2F -1
3. Enamiku ühendite vesiniku oksüdatsiooniaste on +1, välja arvatud ühendil aktiivsed metallid, kus oksüdatsiooniaste (-1): Na +1 H -1
4. Peamiste alarühmade metallide oksüdatsiooniasteI, II, IIIrühmad kõigis ühendites on +1,+2,+3.
Konstantse oksüdatsiooniastmega elemendid on:
A) leelismetallid (Li, Na, K, Pb, Si, Fr) - oksüdatsiooniaste +1
B) rühma II põhialarühma elemendid v.a (Hg): Be, Mg, Ca, Sr, Ra, Zn, Cd - oksüdatsiooniaste +2
IN) element III rühmad: Al - oksüdatsiooniaste +3
Algoritm valemite koostamiseks ühendites:
1 viis
1 . Esimesele kohale kirjutatakse madalama elektronegatiivsusega element ja teisele kohale suurema elektronegatiivsusega.
2 . Esimesel kohal kirjutatud elemendil on positiivne laeng“+” ja teisel negatiivse laenguga “-”.
3 . Märkige iga elemendi oksüdatsiooniaste.
4 . Leidke oksüdatsiooniastmete ühiskordaja.
5. Jagage vähim ühiskordne oksüdatsiooniastmete väärtusega ja määrake saadud indeksid vastava elemendi sümboli järel paremale alumisse ossa.
6. Kui oksüdatsiooniaste on paaris - paaritu, kuvatakse need paremas alanurgas oleva sümboli kõrval - rist - rist, ilma märkideta "+" ja "-":
7. Kui oksüdatsiooniarvul on paarisväärtus, tuleb neid kõigepealt vähendada väikseim väärtus oksüdatsiooniaste ja pange rist ilma "+" ja "-" märkideta: C +4 O -2
2. meetod
1 . Tähistame N oksüdatsiooniastet X-ga, näitame O oksüdatsiooniastet: N 2 xO 3 -2
2 . Selleks määrake negatiivsete laengute summa, korrutage hapniku oksüdatsiooniaste hapnikuindeksiga: 3· (-2) = -6;
3 Selleks, et molekul oleks elektriliselt neutraalne, peate määrama positiivsete laengute summa: X2 = 2X
4 .Koosta algebraline võrrand:
N 2 + 3 O 3 –2
V. Konsolideerimine
1) Teemat tugevdades mänguga “Madu”.
Mängureeglid: õpetaja jagab kaardid. Igal kaardil on üks küsimus ja üks vastus teisele küsimusele.
Õpetaja alustab mängu. Kui küsimus on ette loetud, tõstab õpilane, kellel on kaardil minu küsimusele vastus, käe ja ütleb vastuse. Kui vastus on õige, siis ta loeb oma küsimuse läbi ja õpilane, kellel on sellele küsimusele vastus, tõstab käe ja vastab jne. Moodustub õigete vastuste madu.
- Kuidas ja kus näidatakse keemilise elemendi aatomi oksüdatsiooniastet?
Vastus: Araabia number laenguga "+" ja "-" elemendi sümboli kohal. - Milliseid oksüdatsiooniastmeid eristatakse keemiliste elementide aatomites?
Vastus: vahepealne - Mis kraadi metalli eksponeerib?
Vastus: positiivne, negatiivne, null. - Millises astmes on mittepolaarsete kovalentsete sidemetega lihtsad ained või molekulid?
Vastus: positiivne - Milline laeng on katioonidel ja anioonidel?
Vastus: null. - Mis on positiivse ja negatiivse oksüdatsiooniastme vahel oleva oksüdatsiooniastme nimi.
Vastus: positiivne negatiivne
2) Kirjutage järgmistest elementidest koosnevate ainete valemid
- N ja H
- R ja O
- Zn ja Cl
3) Otsige üles ja kriipsutage maha ained, millel ei ole muutuvat oksüdatsiooniastet.
Na, Cr, Fe, K, N, Hg, S, Al, C
VI. Tunni kokkuvõte.
Hinnang koos kommentaaridega
VII. Kodutöö
§23, lk.67-72, täida ülesanne peale §23-lk 72 nr 1-4.
Videokursus "Get an A" sisaldab kõiki vajalikke teemasid edukas lõpetamine Matemaatika ühtne riigieksam 60-65 punkti. Täiesti kõik probleemid 1-13 Profiili ühtne riigieksam matemaatika. Sobib ka matemaatika ühtse riigieksami põhieksami sooritamiseks. Kui soovid sooritada ühtse riigieksami 90-100 punktiga, tuleb 1. osa lahendada 30 minutiga ja vigadeta!
Ettevalmistuskursus ühtseks riigieksamiks 10.-11.klassidele, samuti õpetajatele. Kõik, mida vajate matemaatika ühtse riigieksami 1. osa (esimesed 12 ülesannet) ja 13. ülesande (trigonomeetria) lahendamiseks. Ja see on ühtsel riigieksamil rohkem kui 70 punkti ja ilma nendeta ei saa hakkama ei 100-punktiline ega humanitaartudeng.
Kõik vajalik teooria. Kiired viisidÜhtse riigieksami lahendused, lõksud ja saladused. Kõik FIPI Task Banki 1. osa praegused ülesanded on analüüsitud. Kursus vastab täielikult ühtse riigieksami 2018 nõuetele.
Kursus sisaldab 5 suured teemad, igaüks 2,5 tundi. Iga teema on antud nullist, lihtsalt ja selgelt.
Sajad ühtse riigieksami ülesanded. Sõnaprobleemid ja tõenäosusteooria. Lihtsad ja kergesti meeldejäävad algoritmid probleemide lahendamiseks. Geomeetria. teooria, võrdlusmaterjal, igat tüüpi ühtse riigieksami ülesannete analüüs. Stereomeetria. Keerulised lahendused, kasulikud petulehed, arendus ruumiline kujutlusvõime. Trigonomeetria nullist probleemini 13. Tuupimise asemel mõistmine. Visuaalne selgitus keerulised mõisted. Algebra. Juured, astmed ja logaritmid, funktsioon ja tuletis. Lahenduse alus keerulised ülesanded 2 osa ühtsest riigieksamist.
Teemad Ühtne riigieksami kodifitseerija: Elektronegatiivsus. Keemiliste elementide oksüdatsiooniaste ja valents.
Kui aatomid interakteeruvad ja moodustuvad, jaotuvad nendevahelised elektronid enamasti ebaühtlaselt, kuna aatomite omadused erinevad. Rohkem elektronegatiivne aatom tõmbab tugevamalt enda poole elektronide tihedus. Aatom, mis on enda külge tõmbanud elektrontiheduse, omandab osalise negatiivne laeng δ — , selle "partner" on osaline positiivne laeng δ+ . Kui sidet moodustavate aatomite elektronegatiivsuse erinevus ei ületa 1,7, nimetatakse sidet kovalentne polaarne . Kui elektronegatiivsuse moodustumise erinevus keemiline side, ületab 1,7, siis nimetame sellist ühendust iooniline .
Oksüdatsiooni olek on elemendi aatomi abitingimuslik laeng ühendis, mis on arvutatud eeldusel, et kõik ühendid koosnevad ioonidest (kõik polaarsed sidemed– iooniline).
Mida tähendab "tingimuslik tasu"? Oleme lihtsalt nõus, et lihtsustame asju veidi: loeme kõik polaarsed sidemed täielikult ioonseteks ja eeldame, et elektron lahkub või tuleb täielikult ühest aatomist teise, isegi kui see tegelikult nii pole. Ja tinglikult elektron lahkub vähem elektronegatiivsest aatomist elektronegatiivsemasse aatomisse.
Näiteks, H-Cl sidemes usume, et vesinik andis tinglikult elektroni ja selle laeng sai +1 ja kloor võttis elektroni vastu ja selle laeng sai -1. Tegelikult pole neil aatomitel selliseid kogulaenguid.
Kindlasti on teil küsimus - miks leiutada midagi, mida pole olemas? See pole keemikute salakaval plaan, kõik on lihtne: see mudel on väga mugav. Ideed elementide oksüdatsiooniastme kohta tulevad koostamisel kasuks klassifikatsioonid keemilised ained, nende omaduste kirjeldus, ühendite valemite koostamine ja nomenklatuur. Eriti sageli kasutatakse töötamisel oksüdatsiooniolekuid redoksreaktsioonid.
Seal on oksüdatsiooniseisundid kõrgemale, kehvem Ja vahepealne.
Kõrgem oksüdatsiooniaste võrdub rühma numbriga plussmärgiga.
Madalaim on määratletud kui rühma number miinus 8.
JA vahepealne Oksüdatsiooniarv on peaaegu iga täisarv, mis ulatub madalaimast oksüdatsiooniastmest kõrgeima.
Näiteks, lämmastikku iseloomustavad: kõrgeim oksüdatsiooniaste on +5, madalaim 5 - 8 = -3 ja vahepealsed oksüdatsiooniastmed -3 kuni +5. Näiteks hüdrasiinis N 2 H 4 on lämmastiku oksüdatsiooniaste vahepealne, -2.
Kõige sagedamini aatomite oksüdatsiooniaste komplekssed ained tähistatakse kõigepealt märgiga, seejärel näiteks numbriga +1, +2, -2 jne. Millal me räägime iooni laengu kohta (eeldusel, et ioon on ühendis tegelikult olemas), siis märgi esmalt arv, seejärel märk. Näiteks: Ca 2+, CO 3 2-.
Oksüdatsiooniastmete leidmiseks kasutage järgmist reeglid :
- Aatomite oksüdatsiooniaste lihtsad ained võrdne nulliga;
- IN neutraalsed molekulid algebraline summa oksüdatsiooniaste on null, ioonide puhul on see summa võrdne iooni laenguga;
- Oksüdatsiooni olek leelismetallid (põhialarühma I rühma elemendid) ühendites on +1, oksüdatsiooniaste leelismuldmetallid (peaalarühma II rühma elemendid) ühendites on +2; oksüdatsiooni olek alumiiniumistühendustes on see võrdne +3;
- Oksüdatsiooni olek vesinikühendites metallidega (- NaH, CaH 2 jne) on võrdne -1 ; ühendites mittemetallidega () +1 ;
- Oksüdatsiooni olek hapnikku võrdne -2 . Erand meik peroksiidid– –O-O- rühma sisaldavad ühendid, kus hapniku oksüdatsiooniaste on võrdne -1 ja mõned teised ühendid ( superoksiidid, osoniidid, hapnikufluoriidid OF 2 ja jne);
- Oksüdatsiooni olek fluoriid kõigis kompleksainetes on võrdne -1 .
Eespool on loetletud olukordi, kus arvestame oksüdatsiooniastet konstantne . Kõigil teistel keemilistel elementidel on oksüdatsiooniaste — muutuv, ja sõltub aatomite järjekorrast ja tüübist ühendis.
Näited:
Harjutus: määrata kaaliumdikromaadi molekulis olevate elementide oksüdatsiooniastmed: K 2 Cr 2 O 7 .
Lahendus: Kaaliumi oksüdatsiooniaste on +1, kroomi oksüdatsiooniastet tähistatakse kui X, hapniku oksüdatsiooniaste on -2. Molekuli kõigi aatomite kõigi oksüdatsiooniastmete summa on 0. Saame võrrandi: +1*2+2*x-2*7=0. Selle lahendades saame kroomi oksüdatsiooniastmeks +6.
Binaarsetes ühendites iseloomustab elektronegatiivsemat elementi negatiivne aste oksüdatsioon, vähem elektronegatiivne - positiivne.
pane tähele seda Oksüdatsiooniastme mõiste on väga meelevaldne! Oksüdatsiooniaste ei näita aatomi tegelikku laengut ja sellel pole reaalset füüsiline tähendus . See on lihtsustatud mudel, mis töötab tõhusalt, kui meil on vaja näiteks võrrandis olevaid koefitsiente võrdsustada keemiline reaktsioon või ainete klassifitseerimise algoritmiseerimiseks.
Oksüdatsiooniarv ei ole valents! Oksüdatsiooniaste ja valents ei lange paljudel juhtudel kokku. Näiteks vesiniku valents in lihtne asi H2 on võrdne I-ga ja oksüdatsiooniaste on reegli 1 kohaselt võrdne 0-ga.
See põhireeglid, mis aitab teil enamikul juhtudel määrata ühendite aatomite oksüdatsiooniastet.
Mõnes olukorras võib teil olla raskusi aatomi oksüdatsiooniastme määramisega. Vaatame mõnda neist olukordadest ja vaatame, kuidas neid lahendada:
- Kahekordsetes (soolataolistes) oksiidides on aatomi aste tavaliselt kaks oksüdatsiooniastet. Näiteks rauast Fe 3 O 4 on raual kaks oksüdatsiooniastet: +2 ja +3. Millise peaksin märkima? Mõlemad. Lihtsustamise mõttes võime seda ühendit ette kujutada soolana: Fe(FeO 2) 2. Kus happejääk moodustab aatomi oksüdatsiooniastmega +3. Või võib topeltoksiidi kujutada järgmiselt: FeO*Fe2O3.
- Peroksoühendites muutub kovalentsete mittepolaarsete sidemetega ühendatud hapnikuaatomite oksüdatsiooniaste reeglina. Näiteks vesinikperoksiidis H 2 O 2 ja leelismetallide peroksiidides on hapniku oksüdatsiooniaste -1, sest üks sidemetest on kovalentne mittepolaarne (H-O-O-H). Teine näide on peroksomonoväävelhape (Caro acid) H 2 SO 5 (vt joonis) sisaldab kahte hapnikuaatomit oksüdatsiooniastmega -1, ülejäänud aatomite oksüdatsiooniaste on -2, seega on järgmine kirje arusaadavam: H 2SO3 (O2). Tuntud on ka kroomperoksoühendid – näiteks kroom(VI)peroksiid CrO(O 2) 2 või CrO 5 ja paljud teised.
- Teine näide mitmetähendusliku oksüdatsiooniastmega ühenditest on superoksiidid (NaO 2) ja soolataolised osoniidid KO 3. Sel juhul on õigem rääkida molekulaarne ioon O 2 laenguga -1 ja ja O 3 laenguga -1. Selliste osakeste struktuuri kirjeldavad mõned mudelid, mis on vene keeles õppekava võetakse keemiaülikoolide esimestel aastatel: MO LCAO, valentsskeemide pealekandmise meetod jne.
- IN orgaanilised ühendid Oksüdatsiooniastme mõistet pole eriti mugav kasutada, kuna süsinikuaatomite vahel on suur number kovalentne mittepolaarsed sidemed. Kui aga joonistad struktuurvalem molekule, siis saab iga aatomi oksüdatsiooniastme määrata ka aatomite tüübi ja arvu järgi, millega aatom on otseselt seotud. Näiteks süsivesinike primaarsete süsinikuaatomite oksüdatsiooniaste on -3, sekundaarsete aatomite puhul -2, tertsiaarsete aatomite puhul -1 ja kvaternaarsete aatomite puhul - 0.
Harjutame aatomite oksüdatsiooniastme määramist orgaanilistes ühendites. Selleks on vaja joonistada aatomi täielik struktuurivalem ja tuua esile süsinikuaatom koos lähima keskkonnaga – aatomitega, millega see on otseselt seotud.
- Arvutuste lihtsustamiseks võite kasutada lahustuvuse tabelit - see näitab levinumate ioonide laenguid. Enamikul vene keele eksamid keemias (USE, GIA, DVI) on lahustuvuse tabelite kasutamine lubatud. See on valmis petuleht, mis võib paljudel juhtudel oluliselt aega säästa.
- Elementide oksüdatsiooniastme arvutamisel keerulistes ainetes märgime esmalt meile kindlalt teada olevate elementide oksüdatsiooniastmed (konstantse oksüdatsiooniastmega elemendid) ja elementide oksüdatsiooniastmed muutuv aste oksüdatsiooni tähistatakse kui x. Kõigi osakeste kõigi laengute summa on molekulis null või võrdne iooni laenguga ioonis. Nende andmete põhjal on võrrandit lihtne luua ja lahendada.